种植紫花苜蓿对武威灌漠土理化性质及土壤微生物的影响

【摘要】：近年来武威市大力推广“设施农牧业”主体生产模式,以暖棚养殖为主的畜牧业快速发展,畜禽饲养量持续快速增长,饲草短缺问题成为限制当地草食畜牧业发展的重要因素之一。然而长期以来,关于种植苜蓿对土壤理化性质和土壤微生物的影响始终存在争议,一部分学者认为苜蓿具有改善土壤团粒结构,提高土壤养分,尤其是通过其固氮作用增加土壤氮素含量等作用。但也有人认为苜蓿生长过程中会携带大量的土壤养分,造成土壤肥力下降。基于此,本文以武威市推广面积较大的陇东苜蓿与三得利苜蓿为主要研究对象,分别对头年、第二年和第三年的紫花苜蓿种植土壤的理化性质、土壤微生物群落结构等进行全面的检测和分析,探索种植不同品种、不同生长年限的紫花苜蓿对武威典型灌漠土壤的影响,以期可以有针对性地提出武威地区土壤生态系统建设和苜蓿产业发展对策与建议。主要得出以下几方面的结果：1、陇东苜蓿、头年三得利苜蓿、第二年的三得利苜蓿、第三年的三得利苜蓿等四个处理在2012年5-11月生长季中,土壤pH值随着紫花苜蓿的返青和生长在5-6月出现迅速下降的变化趋势,在6-11月的生长期内又逐渐上升到较高水平。2、陇东苜蓿和头年的三得利苜蓿土壤有机质含量分别为11.02g.kg-1和11.43g.kg-1,种植第二年和第三年紫花苜蓿土壤有机质含量分别为11.26 g.kg-1和11.20g.kg-1。结果表明,种植紫花苜蓿对土壤有机质含量在短期内没有显著的影响。3、返青期土壤全氮含量为0.394 g.kg-1,生长季陇东苜蓿、头年三得利苜蓿、第二年的三得利苜蓿、第三年的三得利苜蓿等四个处理的土壤全氮含量分别是0.451 g.kg-1、0.468 g.kg-1、0.437 g.kg-1和0.428 g.kg-1,收获后分别是0.501 g.kg-1、0.498 g.kg-1、0.527 g.kg-1和0.501 g.kg-1。结果表明,在生长季紫花苜蓿根瘤菌的固氮作用能够显著提高土壤氮素水平,4个处理紫花苜蓿生长期之后全氮增加量明显,而各处理间没有显著差异。种植不同年限的三得利苜蓿对土壤全氮含量与碱解氮含量有一定的影响(P0.05),但没有不同紫花苜蓿品种间的差异明显。4、各处理紫花苜蓿根际土壤有效磷含量的季节变化趋势相似,即进入生长季后,有效磷的含量有所减少,而收获后,有效磷的含量又有所增加。其原因可能是生长季由于作物对磷养分的吸收使得土壤磷的含量减少,而生长期之后随着紫花苜蓿植物叶片等进入土壤以及根系分泌物的作用导致有效磷含量略有增加。不同处理紫花苜蓿根际土壤的磷含量在非生长季时差异不大,而在不同生育期内的含量差异显著。不同紫花苜蓿处理之间的根际土壤速效钾含量没有确定的趋势,品种间差异不显著。土壤中速效磷与速效钾同土壤pH值呈显著负相关关系(P0.05)。5、第三年的三得利苜蓿使土壤真菌特征脂肪酸与细菌特征脂肪酸的比值发生较大的变化,其比值远远大于头年的三得利苜蓿与陇东苜蓿,虽然也高于第二年的三得利苜蓿,但两者之间的差异并不显著。6、三得利苜蓿与陇东苜蓿根际土壤中的细菌、真菌以及放线菌等各类微生物随着时间的改变呈现出同样的动态变化趋势,即7、8月达到高峰,之后又缓慢下降到较低的水平,在11月呈现最低值。从微生物的组成来看,各处理紫花苜蓿土壤中细菌、真菌、放线菌的组成比例大体一致,没有显著差异(P0.05)。随着土层深度的增加,土壤微生物量逐渐降低,紫花苜蓿表层土壤(0-5cm)中的微生物量要显著高于其他两个处理(15cm和30cm)。7、陇东苜蓿与三得利苜蓿根际土壤pH值与真菌、细菌放线菌以及微生物量之间都呈负相关关系,表明微生物的大量繁殖与活性增强会降低土壤pH值,使土壤酸性增大。综合以上结果可以发现,种植紫花苜蓿对土壤pH、有机质含量、全氮含量、碱解氮含量、速效磷含量以及速效钾等理化性质和微生物总量与群落结构的影响较为复杂,且在紫花苜蓿生长期内个别指标表现出不同的变化趋势,简单地用肥力提升或降低来描述有失准确,因此在今后武威市苜蓿种植生产中,应当采取综合全面的管理措施。